Question

【題目】中國女科學家屠呦呦研制的抗瘧藥考青蒿素挽救了數百萬人的生命。青蒿素是從植物黃花蒿（即中藥青蒿）的組織細胞中提取的一種代謝產物。野生型青蒿（2n=18）的正常植株白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，兩對基因獨立遺傳，現(xiàn)有兩個純種青蒿品種，甲品種是白青稈稀裂葉（AABB），乙品種是紫紅稈分裂葉（aabb）。將這兩個品種進行下列3組實驗，結果都能篩選出紫紅稈稀裂葉植株。請回答下列問題：

（1）科學家在培育生物新品種時，無論采取雜交育種還是誘變育種等方法，都是使原生物物種的______發(fā)生改變，然后經過__________，最終培育出對人類有益的新品種。

（2）第①組的育種原理是____________。在F2中紫紅稈稀裂葉植株中占比例是____________。這些紫紅稈稀裂葉植株自交所得的F3中，紫紅稈稀裂葉植株中占比例是____________。

（3）第②組的育種方法稱為___________，其優(yōu)點是___________。其中花藥離體培養(yǎng)所得幼苗中含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是___________。

（4）第③組的育種方法所依據的原理是___________。育種時所需處理的種子應當是萌發(fā)的而非休眠的，原因是___________。

Answer 1

【答案】（1）遺傳物質 人工選擇 （2）基因重組 3/16 5/6 （3）單倍體育種 明顯縮短育種年限 1/4 （4）基因突變 細胞分裂旺盛，容易發(fā)生基因突變（基因突變主要發(fā)生在細胞分裂的間期）

【解析】（1）無論采取雜交育種還是誘變育種等方法，都是使原物種的遺傳物質發(fā)生改變，然后經過人工選擇，最終培育出對人類有益的新品種。（2）第①組為雜交育種，其育種原理是基因重組。根據親本基因型AABB和aabb，F(xiàn)1為AaBb，則在F2表現(xiàn)型及其比例為9白青稈稀裂葉（A_B_）：3白青稈分裂葉（A_bb）：3紫紅稈稀裂葉（aaB_）：1紫紅稈分裂葉（aabb），其中紫紅稈稀裂葉植株中占比例是3/16。這些紫紅稈稀裂葉植株（1/3 aaBB和2/3 aaBb）自交所得的F3中，紫紅稈稀裂葉植株中占比例是1/3+2/3×3/4=5/6。（3）第②組是單倍體育種，該育種方法稱為最大的優(yōu)點是明顯縮短育種年限。由于所產生的aB的花粉占全部花粉的1/4，所以經花藥離體培養(yǎng)所得幼苗中含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是1/4。（4）第③組是誘變育種，該育種方法所依據的原理是基因突變。育種時所需處理的種子應當是萌發(fā)的而非休眠的，是因為萌發(fā)種子的細胞分裂旺盛，容易發(fā)生基因突變。

育種方法	雜交育種	誘變育種	單倍體育種	多倍體育種
原理	基因重組	基因突變	染色體數目變異	染色體數目變異
常用方式	①選育純種：雜交→自交→選優(yōu)→自交②選育雜種：純合的雙親雜交→雜交種	輻射誘變、激光誘變、空間誘變等處理萌發(fā)的種子或幼苗	花藥離體培養(yǎng)，然后再使染色體數目加倍	秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
優(yōu)點	①使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上②操作簡便	可以提高變異的頻率、加速育種進程且大幅度地改良某些性狀	①明顯縮短育種年限②所得品種一般為純合子	器官巨大，提高產量和營養(yǎng)成分
缺點	①育種時間長，雜種需年年制種②只能在同品種間進行	有利變異少，需大量處理實驗材料（有很大盲目性）	技術復雜且需與雜交育種配合	只適用于植物，發(fā)育延遲，結實率低
應用	用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥	高產青霉菌	用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥	三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥